Жер планеталары дегеніміз не және олардың ерекшеліктері қандай?
Күн жүйесіндегі (және басқа жұлдыз жүйелеріндегі) планеталардың барлығы бірдей көрінбейді. Кейбіреулері қалың атмосферасы бар газ бен мұздан тұрады, ал басқаларында таулар, аңғарлар және кратерлер болуы мүмкін қатты, тасты беттер бар. Бұл екінші топ құрлықтық планеталар деп аталады. Бұл мақалада біз құрлықтық планетаның анықтамасын, кейбіреулерінің мысалдарын және оларды басқа планета түрлерінен ерекшелейтін негізгі сипаттамаларын талқылаймыз.
Жер планеталарының анықтамасы
Жер планетасы - негізінен силикат жыныстары мен металдардан тұратын және қатты беті бар планета. "Жер планетасы" термині "Жер" деген мағынаны білдіретін terra сөзінен шыққан. Басқаша айтқанда, жер планетасы - табиғаты бойынша Жерге ұқсас планета - кем дегенде қатты құрылымы жағынан - дегенмен әр планетаның қоршаған орта жағдайлары өте әртүрлі болуы мүмкін.
Күн жүйесіндегі жер планеталары:
1. Сынап
2. Шолпан
3. Жер
4. Марс
Бұл төрт планета Күн жүйесінің ішкі бөлігінде, газ алыптарымен (Юпитер, Сатурн) және мұз алыптарымен (Уран, Нептун) салыстырғанда Күнге салыстырмалы түрде жақын орналасқан.
Неліктен жер үсті планеталары ішкі күн жүйесінде пайда болды?
Жер планеталарының Күнге жақын орналасуы кездейсоқтық емес. Күн жүйесінің алғашқы кезеңдерінде жас Күннің айналасында газ бен шаң дискісі (протопланетарлық тұмандық деп аталады) айналып жүрді. Күнге жақын аймақтарда температура жоғары болды, бұл тек тау жыныстары мен металдар сияқты ыстыққа төзімді материалдардың конденсацияланып, бірігіп қалуына мүмкіндік берді. Керісінше, сутегі, гелий немесе су мұзы сияқты ұшпа материалдар Күннен алыс, салқын аймақтарда сақталып, бірігіп қалуы ықтимал. Бұл сыртқы планеталардың газ немесе мұз планеталары болуының бір себебі.
Жер планеталарының негізгі сипаттамалары
Жер планеталарының ең маңызды жалпы сипаттамалары төменде келтірілген.
1. Қатты және тасты беттер
Жер планетасының ең айқын ерекшелігі - оның қатты беті. Бұл беті, әдетте, силикат жыныстарынан тұрады, метеориттердің әсерінен жазықтар, таулар, аңғарлар және кратерлер түрінде өзгерістер болады. Қатты беттеріне байланысты жер планеталары эрозия, үгілу және (кейбір жағдайларда) жаңа жер қыртысының пайда болуы сияқты геологиялық процестерге де ұшырайды.
Мысалы:
– Меркурийде қорғаныс атмосферасы жоқ болғандықтан, Айға ұқсас кратерлерге толы.
– Марста Олимп Монс сияқты алып жанартаулар және Маринер аңғарлары сияқты үлкен аңғарлар бар.
2. Салыстырмалы түрде шағын өлшем, бірақ жоғары тығыздық
Газ тәрізді алып планеталармен салыстырғанда, жер планеталары кішірек болады. Дегенмен, олардың тау жыныстары мен металдардың бай құрамына байланысты тығыздығы жоғары. Бұл өте үлкен көлемге ие, бірақ негізінен газ тәрізді құрамына байланысты бірлік көлемге «жеңіл» болатын газ планеталарына қарама-қайшы келеді.
Мысал ретінде, Жердің орташа тығыздығы шамамен 5,5 г/см³ құрайды, бұл өте жоғары, себебі оның үлкен металл ядросы бар.
3. Қабатталған ішкі құрылым: ядро, мантия және жер қыртысы
Жер планеталарының көпшілігі қабатты құрылымға ие:
– Өзегі: әдетте темір мен никельге бай. Өзегі қатты немесе сұйық (немесе екеуінің қоспасы) болуы мүмкін.
– Мантия: геологиялық уақыт шкаласы бойынша өте баяу ағатын ыстық жыныс қабаты.
– Жер қыртысы: салыстырмалы түрде жұқа және салқынырақ ең сыртқы қабат.
Бұл қабатты құрылым планеталардың дифференциациясына байланысты пайда болады, бұл планета әлі ыстық және балқыған кезде материалдарды тығыздығына қарай бөлу процесі: ауыр металдар орталыққа шөгеді, ал жеңіл жыныстар жоғарыға көтеріледі.
4. Алып планеталармен салыстырғанда салыстырмалы түрде жұқа (әртүрлі) атмосфера
Жер планеталарының атмосферасы болуы мүмкін, бірақ олар әдетте газ алыптарына қарағанда жұқа. Атмосфераның қалыңдығы мен құрамы планетаның тартылыс күшіне, жанартаулық белсенділікке, Күннен қашықтығына және күн желінің әсерінен атмосфераның жоғалу тарихына байланысты.
Салыстыру мысалы:
– Меркурийде атмосфера жоқ дерлік (тек өте жұқа экзосфера).
– Шолпан планетасында CO2 басым болатын өте қалың атмосфера бар, бұл парниктік әсердің күрт төмендеуіне әкеледі.
– Жерде тіршілікті қамтамасыз ететін азот-оттегі атмосферасы бар.
– Марстың атмосферасы жұқа, оның құрамында CO2 басым, сондықтан орташа температура суық.
5. Айдың азаюы және сақиналардың болмауы
Жер планеталарының әдетте табиғи серіктері аз және сақиналары жоқ. Жердің бір серігі, Марстың екі кішкентай серігі (Фобос және Деймос) бар, ал Меркурий мен Шолпанның серігі жоқ. Керісінше, алып планеталардың көбінесе көптеген серіктері және күрделі сақина жүйелері болады.
Бұл планетаның массасымен байланысты: әлдеқайда үлкен планеталарда гравитация күші көбірек нысандарды ұстап, сақина жүйесін ұстап тұруға жеткілікті.
6. Әртүрлі геологиялық белсенділіктер
Жер планеталарының геологиялық белсенділігі айтарлықтай өзгереді:
– Жер тектоникалық тұрғыдан белсенді: плиталардың қозғалысы, жер сілкінісі және жанартаулардың атқылауы байқалады.
– Венерада көптеген жанартаулық ерекшеліктер бар, бірақ Жердегідей тектоникалық плиталар айқын көрсетілген жоқ.
– Марс бұрынғы жанартау атқылауы мен жер асты белсенділігінің дәлелдерін көрсетеді.
– Меркурийде жер қыртысының кішіреюі және бұрынғы геологиялық белсенділік белгілері бар.
Геологиялық белсенділікке планетаның көлемі мен ішкі жылуы қатты әсер етеді; кішігірім планеталар әдетте жылуды тезірек жоғалтады және осылайша геологиялық тұрғыдан ертерек «өледі».
7. Тұрмыс құру әлеуеті автоматты түрде пайда болмайды
Жер планеталары тасты және қатты беттерге ие болғандықтан, олар көбінесе тіршілік ету мүмкіндігінің негізгі үміткерлері болып саналады. Дегенмен, жер планетасы болу автоматты түрде тіршілік етуге жарамды дегенді білдірмейді. Тіршілік етуге көптеген факторлар әсер етеді: сұйық судың болуы, қолайлы температура, тұрақты атмосфера, радиациядан қорғау және энергия көзі.
Шолпан - қалың CO₂ атмосферасы экстремалды температураны тудырғандықтан тіршілік етуге жарамсыз болған жер планетасының мысалы. Марста бұрын сұйық су болған болуы мүмкін, бірақ қазір ол тым суық және атмосферасы жұқа.
Жер планеталары мен Юпитер планеталарының (газ/мұз алыптары) айырмашылықтары
Нақтылау үшін, айырмашылықтардың қысқаша мазмұны:
– Құрамы: Жер үсті (тау жынысы/металл) және джовиан (газ/мұз).
– Өлшемі: Құрлықта тіршілік ететін балық кішірек, ал джовиан балығы әлдеқайда үлкен.
– Беткі қабат: Жер беті қатты, ал Юпитердің айқын қатты беті жоқ (газдан сұйықтыққа/жоғары қысымға ауысу).
– Атмосфера: Жер бетіндегілер жұқа болады, ал джовиандар өте қалың.
– Серіктер мен сақиналар: Жердегі сақиналар аз/сақинасыз және көп серіктер мен сақиналар.
Қысқаша мысал: Күн жүйесіндегі төрт жер үсті ғаламшары
1. Меркурий: Күнге ең жақын планета, кратерлі беті, экстремалды температура, атмосфера жоқ дерлік.
2. Шолпан: Жерге ұқсас өлшемде, өте қалың CO₂ атмосферасы, жоғары қысым, өте ыстық беткі температура.
3. Жер: мол сұйық су, тіршілікті қамтамасыз ететін атмосфера, күшті магнит өрісі, тектоникалық плиталардың белсенділігі.
4. Марс: «қызыл планета», жұқа атмосфера, ежелгі өзендер мен көлдердің белгілері, полюстердегі және жер бетінің астындағы мұз.
Жабу
Жер планеталары – қатты беттері, жоғары тығыздығы және қабатты ішкі құрылымдары бар тасты планеталар, әдетте ядродан, мантиядан және жер қыртысынан тұрады. Күн жүйесінде Меркурий, Шолпан, Жер және Марс осы санатқа жатады. Олардың кейбір негізгі ұқсастықтары (тас және металл) болғанымен, олар құнарсыз Меркурийден бастап тіршілікті қамтамасыз ететін Жерге дейін әртүрлі жағдайларды көрсетеді. Жер планеталарын түсіну бізге планеталардың қалай пайда болатынын, геологиялық процестердің қалай жұмыс істейтінін және Жерге ұқсас басқа әлемдердің қайдан табылуы мүмкін екенін түсінуге көмектеседі.
Қаласаңыз, мен осы мақаланың студенттерге ыңғайлы стильдегі нұсқасын жасай аламын немесе Меркурий, Шолпан, Жер және Марс арасындағы деректердің (өлшемі, атмосферасы, температурасы, гравитациясы) салыстырмалы кестесін қоса аламын.
